DE3718060A1 - Verfahren zur kernchlorierung von aromatischen kohlenwasserstoffen - Google Patents

Verfahren zur kernchlorierung von aromatischen kohlenwasserstoffen

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    • C07C17/12Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of hydrogen atoms in the ring of aromatic compounds

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kernchlorierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren und in Gegenwart von Co- Katalysatoren in flüssiger Phase.
Die Umsetzung von aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Toluol, in flüssiger Phase mit gasförmigem Chlor zu kernsubstituierten Chlorderivaten, wie Monochlortoluol, ist aus der Literatur bekannt (Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 9, Seite 499 ff). Man führt die Chlorierung im allgemeinen in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren, wie Eisen(III)- chlorid, Antimonchloriden oder Aluminiumchlorid, durch. Das erhaltene Chlorierungsprodukt ist gewöhnlich eine Mischung aus stellungsisomeren monochlorierten und polychlorierten Verbindungen. So erhält man beispielsweise bei der Eisen(III)-chlorid katalysierten Chlorierung von Toluol eine Mischung aus Monochlortoluolen und Dichlortoluolen. In der Monochlortoluolfraktion ist das Hauptprodukt o-Chlortoluol. Daneben ist in ihr p-Chlortoluol enthalten sowie ein geringer Anteil an m-Chlortoluol.
Da besonders p-Chloralkylbenzole, wie p-Chlortoluol, wertvolle Zwischenprodukte darstellen, hat es in der Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt, die Chlorierung so zu lenken, daß das Verhältnis von o- zu p- Chloralkylbenzolen erniedrigt wird, d. h. man versuchte, Bedingungen zu finden, die die Bindung von p-Chloralkylbenzolen begünstigten.
Aus der US-Patentschrift 32 26 447 ist bekannt, daß durch Zusatz von Schwefelverbindungen mit divalentem Schwefel zum Friedel-Crafts-Katalysator bei der Chlorierung von z. B. Toluol in o/p-Verhältnis von 1,2 erhalten werden kann. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Tatsache, daß man dieses günstige Verhältnis nur bei Anwendung von Antimonsalzen als Friedel-Crafts-Katalysatoren erreicht. Nachteilig ist weiterhin, daß die Aufwandmengen der Katalysatorkomponenten gemäß dem Beispiel 16 sehr hoch liegen, nämlich bei 1 Gew.-% für jede der beiden Komponenten. Nachteilig ist ferner, daß das o/p-Verhältnis noch deutlich größer als 1 ist, also mehr o- als p-Verbindung entsteht.
In der DE-OS 15 43 020 und US 40 31 144 wird die Chlorierung von Toluol mit Friedel-Crafts-Katalysatoren oder Verbindungen, die Friedel-Crafts-Katalysatoren unter den Reaktionsbedinungen bilden, bei Zusatz von Schwefel oder Schwefelverbindungen, wie Schwefelhalogeniden, beschrieben. Man erhält dabei ein Verhältnis für die Toluolchlorierung von o/p = 1,03-1,10 (siehe Beispieltabelle der US 40 31 144). Die Aufwandmengen liegen z. B. gemäß Beispiel 9 der DE- OS 15 43 020 bei 0,05 Gew.-% S₂Cl₂ und 0,10 Gew.-% FeCl₃. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß das o/p- Verhältnis noch unbefriedigend hoch ist.
Aus US 40 31 147, US 40 69 263, US 40 69 264 und US 42 50 122 ist die Chlorierung von Toluol mit Friedel- Crafts-Katalysatoren unter Zusatz von Thiantrenen oder substituierten Thiantrenen bekannt. Die für die Chlorierung von z. B. Toluol erreichbaren günstigsten o/p-Verhältnisse liegen bei ca. 0,7. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, daß dieses günstige Verhältnis entweder nur durch die Verwendung von Antimonsalzen als Friedel-Crafts-Katalysator oder im Falle der Verwendung von Eisensalzen als Katalysatoren nur bei sehr niedrigen Reaktionstemperaturen von etwa 0°C (siehe Beispiel 14 der US 42 50 122 und Beispiele 2-4 der US 40 69 263) erreicht wird. Beides ist technisch ausgesprochen ungünstig. Die co-katalytische Wirkung der Thianthrene wird beim Einsatz von Antimonsalzen durch in der Technik nur außerordentlich aufwendig zu vermeidende Eisenspuren stark behindert (siehe dazu US 40 24 198). Zudem ist die Reaktion so stark exotherm, daß eine Abführung der Wärme bei ca. 0°C sehr aufwendig (Solekühlung) ist. Weiterhin ist nachteilig, daß - wie die DE-OS 30 23 437 lehrt - die Thianthrene unter üblichen Reaktionsbedingungen bereits von allgegenwärtigen Wasserspuren zerstört werden und somit ihre Wirksamkeit verlieren.
Aus den Patentschriften US 42 89 916, EP 00 63 394 und EP 01 73 222 ist die Chlorierung von Toluol in Gegenwart von Lewis-Säuren und Phenoxathiinen als Katalysatorsystem bekannt. Das erreichbare o/p-Verhältnis beträgt in einem Fall 0,6 (siehe Beispiel 1 der EP 01 73 222). Nachteilig ist daran jedoch die technisch äußerst ungünstige Verwendung von Antimonchlorid und die hohe Aufwandmenge von 0,29 Gew.-% an Co-Katalysator (siehe Beispiel 1 der EP 01 73 222). Bei Verwendung von Eisen (III)-chlorid anstatt Antimonchlorid ergibt sich ein o/p-Verhältnis von 0,68 (siehe Beispiel 3 der EP 01 73 222), dies jedoch wiederum nur bei der technisch äußerst ungünstigen niedrigen Reaktionstemperatur von 5°C. Bei der technisch vorteilhaften Reaktionstemperatur von 50°C ist das o/p-Verhältnis mit dem in EP 01 73 222 beanspruchten Phenoxathiinderivat in Gegenwart von Eisen(III)-chlorid nur noch 0,88, wie von uns durchgeführte Versuche zeigen (siehe Beispiel 40). In den anderen beiden Patentveröffentlichungen (US 42 89 916 und EP 00 63 384) sind die besten Beispiele mit Aufwandmengen von je 0,05 Gew.-% Eisen(III)-chlorid und 0,05 Gew.-% eines Phenoxathiinderivats bei 35°C Reaktionstemperatur und einem günstigsten o/p-Verhältnis von ca. 0,8 beschrieben. Verwendet man hier anstelle von Eisen(III)-chlorid die technisch ungünstigeren Antimonchloride, so kann das o/p-Verhältnis bei 20°C Reaktionstemperatur bis auf 0,65 gesenkt werden (siehe Beispiel Nr. 16 der EP 0 63 384). Nachteilig ist jedoch, daß auch Phenoxathiine in Gegenwart von Wasserspuren zerstört werden.
Aus der Patentschrift EP 01 26 699 ist die Chlorierung von Toluol in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren und N-substituierten Phenothiazinen bekannt. Gemäß dem günstigsten Beispiel (siehe Beispiel Nr. 1 der EP = 01 26 669) ergibt sich bei 30°C Reaktionstemperatur und Einsatzmengen von 0,011 Gew.-% Eisen(III)-chlorid und 0,028 Gew.-% Co-Katalysator ein o/p-Verhältnis von 0,84. Das o/p-Isomerenverhältnis ist bei diesem Verfahren noch ungünstig hoch.
Aus EP 01 12 722 und EP 01 54 236 ist die Chlorierung von beispielsweise Toluol in Gegenwart von bestimmten Zeolithen bekannt. Das o/p-Verhältnis liegt bei Zusatz von beispielsweise Halogencarbonsäurehalogeniden als Moderatoren bei ca. 0,3. Nachteilig an diesem Verfahren sind die erheblichen Aufwandmengen von 5 Gew.-% Zeolith und 1 Gew.-% Halogencarbonsäurehalogeniden. Weiterhin ist von erheblichen Nachteil, daß in den erhältlichen Gemischen sehr große Mengen (bis zu 8 Gew.-%) an Benzylchloriden erhalten werden, wie eigene Versuche zeigten. Die Bildung von Benzylchloriden stört die nachfolgende übliche destillative Aufarbeitung in ganz außerordentlichem Maße.
Es wurde nun ein Verfahren zur zur Kernchlorierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen der Formel
worin R einen Alkyl- oder Cycloalkylrest mit bis zu 12 C-Atomen bedeutet,
in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren und in Gegenwart von Co-Katalystoren in flüssiger Phase, gefunden, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Co-Katalysatoren Thiazepine einsetzt.
Als Thiazepine können solche der unten angeführten Formeln in das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden:
oder
oder
oder
oder
oder
oder
worin
R¹, R², R³, R⁴ gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Cyano, Halogen, Nitro, Nitroso, Sulfonyl, Sulfoxyl, Tosyl, Mercapto, Carboxyl, Carboxyamid, Carbalkoxy, Dithiocarboxyl, Thiocarboxylamid, Dithiocarbalkoxy, gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Heteroaryloxy, Acyloxy, Alkylthio, Arylthio, Heteroarylthio, Acylthio, Acyl, Thioacyl oder Acylamino stehen oder untereinander einen oder mehrere gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls substituierte isocyclische oder heterocyclische Kohlenstoffringe mit bis zu 8 C-Atomen bilden,
Y Wasserstoff, gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Acyl, Thioacyl, Acyloxy, Arylamino oder Acylamino bedeutet,
X¹, X² oder X³ folgende Gruppierungen bedeuten:
R⁵, R⁶ und R⁷ gleich oder verschieden sind und die Bedeutung von R¹ bis R⁴ besitzen, mit der Ausnahme, daß sie untereinander keinen cyclischen Ring bilden und
Z die Bedeutung von Y hat mit der Ausnahme, daß Z nicht gleich H ist,
A die Anellierung eines gegebenenfalls substituierten gesättigten isocyclischen oder heterocyclischen Rings mit bis zu 8 C-Atomen bedeutet,
B die Anellierung eines gegebenenfalls substituierten ungesättigten isocyclischen oder heterocyclischen Rings mit bis zu 8 C-Atomen bedeutet und
m 0 oder 1 bedeutet.
Bevorzugt werden eingesetzt Thiazepine der Formel:
oder
oder
oder
Besonders bevorzugt sind Thiazepine der Formeln:
und
Als Substituenten der zuvor genannten Reste seien genannt: Halogen, Nitro, Alkoxy, Alkyl, Aryl und Heteroaryl, bevorzugt Halogen und Alkyl.
Als Alkylreste seine solche mit 1 bis 16 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen genannt, beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, t-Butyl, n-Pentyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, Cyclohexyl, n-Decyl, n-Tridedecyl, n-Hexadecyl, Benzyl, Chlormethyl, Dichlormethyl, Trichlormethyl, Trifluormethyl, bevorzugt Methyl, n-Propyl, n-Tridecyl, Benzyl, Trifluormethyl;
als Arylreste seien solche mit 1 bis 10 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 7 C-Atomen genannt, beispielsweise Phenyl, Naphthyl, Tolyl, Anisyl, Chlorphenyl, Nitrophenyl, bevorzugt Phenyl und Chlorphenyl;
als Heteroarylreste seien solche mit 1 bis 9 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 5 C-Atomen, genannt, beispielsweise Pyridyl, Methylpyridyl, Furyl, Pyrrolyl, Imidazolyl, Thienyl, Indolyl, bevorzugt Furyl und Imidazolyl;
als Alkoxyreste seien solche mit 1 bis 6 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen, genannt, beispielsweise Methoxy, Ethoxy, t-Butoxy, Cyclohexyloxy, Trifluormethoxy, bevorzugt Methoxy, Ethoxy;
als Aryloxyreste seien solche mit 1 bis 10 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 7 C-Atomen, genannt, beispielsweise Phenoxy, Naphthoxy, Methylphenyloxy, Chlorphenyloxy, bevorzugt Phenoxy und Chlorphenyloxy;
als Heteroaryloxyreste seien solche mit 1 bis 9 C- Atomen, bevorzugt 1 bis 5 C-Atomen, genannt, beispielsweise Pyridyloxy, Furyloxy, Thienyloxy, bevorzugt Furyloxy;
als Acyloxyreste seien solche mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen, genannt, beispielsweise Acetyloxy, Formyloxy, Benzoyloxy, Trichloractyloxy, Chlorphenylcarbonyloxy, Trifluoracetyloxy, bevorzugt Acetyloxy, Trichloracetyloxy;
als Alkylthioreste seien solche mit 1 bis 6 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen, genannt, beispielsweise Methylthio, Ethylthio, Cyclohexylthio, Trifluormethylthio, Trichlormethylthio, bevorzugt Methylthio, als Arylthioreste seien solche mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 6 C-Atomen, genannt, beispielsweise Phenylthio, Tolylthio, Anisylthio, Chlorphenylthio, bevorzugt Phenylthio und Chlorphenylthio;
als Heteroarylthioreste seien solche mit 1 bis 5 C- Atomen, bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen, genannt, beispielsweise Pyridylthio, Furylthio, Imidazolylthio, bevorzugt Furylthio;
als Acrylthioreste seien solche mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen, genannt, beispielsweise Benzoylthio, Acetylthio, Formylthio, Trichloracetylthio, Trifluoracetylthio, bevorzugt Acetylthio, Trichloracetylthio, Trifluoracetylthio;
als Acrylreste seien solche mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen, genant, beispielsweise Acetyl, Formyl, Propionyl, Benzoyl, Phenylacetyl, Chloracetyl, Dichloracetyl, Trichloracetyl, Chlorphenylcarbonyl, Trifluoracetyl, Chlorcarbonyl, bevorzugt Acetyl, Formyl, Chloracetyl, Dichloracetyl, Trichloracetyl, Trifluoracetyl, Chlorcarbonyl;
als Thioacylreste seien solche mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen genannt, beispielsweise Thioacetyl, Thiobenzoyl, Trichlorthioacetyl, bevorzugt Thioacetyl;
als Acylaminoreste seien solche mit 1 bis 8 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 7 C-Atomen, genannt, beispielsweise Formylamino, Acetylamino, Trichloracetylamino, Trifluoracetylamino, Benzoylamino, Tolylcarbonylamino, Chlorphenylcarbonylamino, bevorzugt Acetylamino, Trifluoracetylamino, Benzoylamino.
Als gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls substituierte isocyclische oder heterocyclische Kohlenstoffringe (O, S und N-Heteroatome) mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen seien genannt: Benzo, Naphtaleno, Thieno, Furano, Pyrrolo, Pyridino, Cyclohexano, Cyclopentano, Oxolano, Dioxolano, bevorzugt Benzo und Cyclohexano.
Als Halogene werden genannt Fluor, Chlor, Brom, Jod, bevorzugt Fluor, Chlor, Brom, besonders bevorzugt Chlor.
Besonders bevorzugte Reste R¹ bis R⁴ sind Wasserstoff, Methyl, n-Propyl, n-Tridecyl, Benzyl, Trifluormethyl, Phenyl, Furyl, Methoxy, Phenoxy, Acetyloxy, Methylthio, Phenylthio, Acetyl, Formyl, Chlorcarbonyl, Nitro, Chlor sowie die Verbindungen der Reste untereinander in einem Benzolring.
Ganz besonders bevorzugt für die Reste R¹-R⁴ sind Wasserstoff, Methyl und Chlor.
Als bevorzugte Reste für Y seien genannt: Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n- Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, Benzyl, Phenyl, Formyl, Acetyl, Benzoyl, Trifluoracetyl und Trichloracetyl.
Ganz besonders bevorzugt für Y seien genannt: Wasserstoff, Methyl und Acetyl.
Als bevorzugt für die cyclischen Reste A seien genannt: Cyclohexano und Cyclopentano.
Als bevorzugt für die cyclischen Reste B seien genannt: Benzo und Naphthaleno.
Als Beispiele für die erfindungsgemäß einzusetzende Thiazepine seien namentlich genannt:
2,3-Dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2-Methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2-Ethyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2-Propyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 3-Methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3-Dimethyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 2,2-Dimethyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 2-Phenyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 5-Methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 5-Benzyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 5-Acetyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 5-Chlorocarbonyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 2-Methyl-5-acetyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 2-Chlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3-Dichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 2,2,3-Trichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 2,2,3,3-Tetrachlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 5-Methyl-2,3-dichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 3-Methoxy-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 7-Chlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 6,8-Dichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 6,8-Dichlor-2,3-dimethyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4] thiazepin-4-on, 7-Chlor-5-acetyl-2,3-dichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 7-Methyl-2,3-dichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 7-Trifluormethyl-2,3-dichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 6,8-Dimethyl-2,3-dichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3-Dihydro-5H-[2,3]naphthaleno[b] [1,4]thiazepin-4-on, 5H-Dibenzo[b,f] [1,4]thiazepin-4-on, kernchloriertes 5H-Dibenzo[b,f] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3-Tetramethylen-2,3-dichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 6,8-Dimethyl-2,3-tetramethylen-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 3H-5H-Benzo[b] [1,4]thiazepin-2,4-dion, 3H-5H-Benzo[b] [1,4]thiazepin-2-on-4-dion, 3H-5H-Benzo[b] [1,4]thiazepin-2,4-dithion, 2,3-Dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-thion, 2-Methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-thion, 6,8-Dichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4- thion, 5-Acetyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-thion, 8-Acetyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 1-Oxo-2,3-dihydro-5H-1λ⁴-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 1-Oxo-2-methyl-2,3-dihydro-5H-1g⁴-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 1-Oxo-7-chlor-5-methyl-2,3-dihydro-5H-1λ⁴-benzo[b] [1,4] thiazepin-4-thion, 1-Oxo-2,3-dimethyl-2,3-dihydro-5H-1λ⁴-benzo[b] [1,4] thiazepin-4-on, 5,8-Diacetyl-2-methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 5H-Benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2-Chlor-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3-Dichlor-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3,7-Trichlor-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3,8-Trichlor-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 5-Acetyl-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2-Phenyl-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2-Methyl-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 1-Oxo-2,3-dihydro-5H-1λ⁴-[2,3]naphthaleno[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 5-Acetyl-4,5-dihydro-3H-benzo[b] [1,4]thiazepin-2-on, 7-Chlor-5-acetyl-4,5-dihydro-3H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 2-on, 3-Acetoxy-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 3-Acetoxy-2-phenyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 3-Acetoxy-2-(4-methoxyphenyl)-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 3-Acetamino-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 3-Acetamino-2-phenyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4] thiazepin-4-on, 8-Chlor-3-acetoxy-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 8-Chlor-3-acetoxy-2-(4-methoxyphenyl-5H-benzo[b] [1,4] thiazepin-4-on, 5[2-(Dimethylamino)ethyl]-3-acetoxy-2-(4-methoxyphenyl)- 5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3,4,5-Tetrahydro-benzo[b] [1,4]thiazepin, 5-Acetyl-2,3,4,5-tetrahydro-benzo[b] [1,4]thiazepin, 2,3-Dimethyl-2,3,4,5-tetrahydro-benzo[b] [1,4]thiazepin, 5-Ethyl-2,3,4,5-tetrahydro-benzo[b] [1,4]thiazepin, 2-(2-Aminophenylthio)-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4] thiazepin-4-on, 2-n-Tridecyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4- on, 5-n-Pentyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2-(2-Furyl)-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2-[3(4)-Imidazolyl]-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 5-Phenyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 8-Methoxy-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 8-Ethoxy-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 8-Nitro-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 7,8,9-Trichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4- on, 7-Sulfoxyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 8-Acetamino-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 8-Methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 8-Chlor-6-methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 6,7,8,9-Tetrachlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 4,5-Dihydro-2H-benzo[b] [1,4]thiazepin-3-on,
bevorzugt:
2,3-Dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2-Methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2-Ethyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2-Propyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 3-Methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3-Dimethyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 5-Methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 5-Benzyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 5-Acetyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 5-Chlorocarbonyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 2-Methyl-5-acetyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 7-Chlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 6,8-Dichlor-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 6,8-Dichlor-2,3-dimethyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4] thiazepin-4-on, 7-Methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 7-Trifluormethyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 6,8-Dimethyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3-Dihydro-5H-[2,3]naphthaleno[b] [1,4]thiazepin-4-on, 5H-Dibenzo[b,f] [1,4]thiazepin-4-on, kernchloriertes 5H-Dibenzo[b,f] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3-Tetramethylen-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on, 6,8-Dimethyl-2,3-tetramethylen-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 3H-5H-Benzo[b] [1,4]thiazepin-2,4-dion, 3H-5H-Benzo[b] [1,4]thiazepin-2-on-4-thion, 3H-5H-Benzo[b] [1,4]thiazepin-2,4-dithion, 2,3-Dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-thion, 2-Methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-thion, 5-Acetyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-thion, 1-Oxo-2,3-dihydro-5H-1λ⁴-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 1-Oxo-7-chlor-5-methyl-2,3-dihydro-5Hλ⁴-benzo[b] [1,4] thiazepin-4-thion, 1-Oxo-2,3-dimethyl-2,3-dihydro-5H-1λ⁴-benzo[b] [1,4] thiazepin-4-on, 3-Acetoxy-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 3-Acetamino-2,5-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 2,3,4,5-Tetrahydro-benzo[b] [1,4]thiazepin, 2,3-Dimethyl-2,3,4,5-tetrahydro-benzo[b] [1,4]thiazepin, 5-Ethyl-2,3,4,5-tetrahydro-benzo[b] [1,4]thiazepin, 2-n-Tridecyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4- on, 5-n-Pentyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 8-Methoxy-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 8-Ethoxy-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 8-Methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin-4-on, 8-Chlor-6-methyl-2,3-dihydro-5H-benzo[b] [1,4]thiazepin- 4-on,
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren ist aus der Literatur allgemein bekannt. Man kann sie auf einfache Weise z. B. in einem Schritt aus gegebenenfalls substituiertem o-Aminothiophenol durch Erhitzen mit gegebenenfalls substituierter Acrylsäure (J. Chem. Soc. 1927, 2738) oder α,β-ungesättigten Ketonen (Chem. Ber. 90, 2683 (1957)) herstellen. Weiterhin sind sie durch Cyclisierung von gegebenenfalls substituierten 2- (o-Aminophenylmercapto)-propionsäuren leicht erhältlich (Ber. 56, 1415 (1923)).
Als aromatische Kohlenwasserstoffe die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, werden bevorzugt genannt: Toluol, Ethylbenzol, Propylbenzol, Cumol, tert.-Butylbenzol und Phenylcyclohexan. Bevorzugt ist Toluol.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in flüssiger Phase durchgeführt, wobei der aromatische Kohlenwasserstoff in flüssiger Form oder gegebenenfalls in Verdünnung mit einem inerten Lösungsmittel eingesetzt werden kann. Bevorzugt ist die flüssige unverdünnte Form.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird als Chlorierungsmittel vorzugsweise Chlor verwendet. Das Chlor wird flüssig oder gasförmig in das Reaktionsgemisch geleitet. Bevorzugt ist gasförmiges Chlor. Es können aber auch andere Chlorierungsmittel als Chlor verwendet werden. Dies sind chlorhaltige Verbindungen, die unter den Reaktionsbedingungen Chlor abgeben. Als Beispiel sei Sulfurylchlorid genannt.
Als Reaktionsdruck ist Unter-, Über- oder Normaldruck möglich, bevorzugt ist Normaldruck.
Der Chlorierungsgrad liegt bevorzugt nicht höher als 1. Höhere Chlorierungsgrade sind möglich, aber gewöhnlich nicht vorteilhaft, da sie zur Bildung unerwünschter mehrfach chlorierter Produkte führen.
Die Reaktion kann bei Temperaturen vom Erstarrungspunkt bis zum Siedepunkt des Gemisches durchgeführt werden. Die Reaktionstemperatur liegt gewöhnlich bei 0 bis 100°C, bevorzugt sind 20-80°C, besonders bevorzugt 40- 60°C.
Erfindungsgemäß als Friedel-Crafts-Katalysatoren einsetzbar sind alle bekannten Friedel-Crafts-Katalysatoren. Beispielsweise seien folgende Friedel-Crafts- Katalysatoren genannt: Antimonchloride, Antimonoxychloride, Aluminiumchlorid, Eisen(II)-chlorid, Eisen-(III)-chlorid, Tellurchloride, Molybdänchloride, Wolframchloride, Titanchloride, Zinkchloride, Zinnchloride, Borchloride und/oder Bortrifluorid.
Weiterhin umfassen die erfindungsgemäß einsetzbaren Friedel-Crafts-Katalysatoren auch Elemente und Elementverbindungen, die während der Chlorierung eines Lewis- Säure bilden oder die Funktion einer Lewis-Säure ausüben, z. B. Antimon, Eisen, Blei, Zinn, Zink, Molybdän, Tellur und Aluminium oder Oxide, Sulfide oder Carbonyle derselben sowie borhaltige Verbindungen, wie Antimonoxide, Eisenoxide, Eisensulfide, Bleisulfide, Zinnsulfide, Zinksulfide, Eisencarbonyle, Molybdäncarbonyle und/oder Borphosphat. Erfindungsgemäß können anstelle der erwähnten Chloride auch die Bromide und gegebenen­ falls auch die Fluoride oder Jodide der genannten Elemente eingesetzt werden. Bevorzugt sind Antimonchloride, Aluminiumchlorid, Eisen, Eisenoxide, Eisensulfide, Eisencarbonyle und/oder Eisen(III)-chlorid. Besonders bevorzugt ist Eisen(III)-chlorid.
Die Mengen, in denen die erfindungsgemäß zu verwendenden Friedel-Crafts-Katalysatoren eingesetzt werden, können in weiten Grenzen variiert werden. Bereits bei Zusätzen von 0,0005 Gew.-% macht sich die Katalysatorwirkung bemerkbar. Es können auch 5 Gew.-% oder mehr Friedel- Crafts-Katalysator zugesetzt werden, jedoch bieten diese hohen Mengen im allgemeinen keinen Vorteil.
Üblicherweise werden die Friedel-Crafts-Katalysatoren in einer Menge von etwa 0,001 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt von 0,01 bis 0,10 Gew.-%, bezogen auf das eingesetzte Toluol, zugegeben.
Zu den erfindungsgemäß einsetzbaren Co-Katalysatoren gehören weiterhin alle Substanzen, die unter den Reaktionsbedingungen eine Verbindung oder Gemische von Verbindungen bilden können, die durch die genannten Formeln der erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren beschrieben werden. Das sind insbesondere solche Verbindungen, die in dem Siebenring mehrfach ungesättigt sind. Weiterhin sind es offenkettige Vorstufen, die durch Ringschluß in die erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren übergehen können.
Zu den erfindungsgemäß einsetzbaren Co-Katalysatoren gehören weiterhin alle Substanzen, die durch Reaktion der zuvor genannten erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren mit Chlor oder Chlorwasserstoff unter den Reaktionsbedingungen der Chlorierung der aromatischen Kohlenwasserstoffe gebildet werden können. Insbesondere gilt dies für die Hydrochloride der zuvor genannten erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren.
Es ist auch möglich, die Co-Katalysatoren in Kombination mit anderen nicht als Co-Katalysator beanspruchten Elementen oder Verbindungen in das erfindungsgemäße Verfahren einzusetzen. Die Co-Katalysatoren können sowohl einzeln als auch im Gemisch untereinander eingesetzt werden.
Die Mengen, in denen die erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren eingesetzt werden, können in weiten Grenzen variiert werden. Mengen unter 0,0001 Gew.-% sind jedoch im allgemeinen nicht vorteilhaft, da dann die co-katalytische Wirkung nicht mehr bemerkbar ist. Es können auch 5 Gew.-% oder mehr Co-Katalysator zugesetzt werden, jedoch bieten diese hohen Mengen im allgemeinen keinen Vorteil. Üblicherweise werden die Co-Katalysatoren in einer Menge von etwa 0,0001 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von 0,005 bis 0,1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 0,001 bis 0,01 Gew.-%, bezogen auf den eingesetzten aromatischen Kohlenwasserstoff, eingesetzt.
Das Molverhältnis des Gemisches von mindestens einem Friedel-Crafts-Katalysator und mindestens einem Co-Katalysator kann gemäß der erfindungsgemäßen Verfahren in weiten Grenzen variiert werden. Im allgemeinen ist es nicht vorteilhaft, den Co-Katalysator in großem Überschuß gegenüber dem Friedel-Crafts-Katalysator einzusetzen, da sonst die Chlorierungsreaktion gehemmt wird. Ebenso ist es im allgemeinen nicht vorteilhaft, den Überschuß an Friedel-Crafts-Katalysator zu groß zu wählen, da sonst die selektivitätssteuernde Wirkung der Co-Katalysatoren nicht in Erscheinung tritt. Üblicherweise arbeitet man bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem molaren Verhältnis von Friedel-Crafts-Katalysator zu Co-Katalysator von etwa 100 : 1 bis 1 : 10, bevorzugt ist das molare Verhältnis von Friedel-Crafts-Katalysator zu Co-Katalysator von 50 : 1 bis 1 : 4, besonders bevorzugt ist das molare Verhältnis Friedel-Crafts-Katalysator zu Co-Katalysator von 20 : 1 bis 1 : 2.
Bei der praktischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Reihenfolge der Zugabe der einzelnen Komponenten des katalytischen Systems aus Friedel- Crafts-Katalysatoren und Co-Katalysatoren beliebig. Dabei ist das Verfahren sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchführbar. Das erfindungsgemäße Verfahren wird z. B. wie folgt durchgeführt:
Der gewünschte aromatische Kohlenwasserstoff, z. B. Toluol, wird vorgelegt und auf die gewünschte Temperatur, z. B. 50°C, gebracht. Dann gibt man in beliebiger Reihenfolge die gewünschten Mengen an Friedel-Crafts-Katalysatoren und Co-Katalysatoren zu und leitet unter weitgehender Konstanthaltung der Temperatur Chlor gasförmig bis zum gewünschten Chlorierungsgrad ein. Anschließend wird das Gemisch wie üblich durch Destillation aufgearbeitet. Ebenfalls erfindungsgemäß ist folgende Verfahrensweise: Man stellt eine Mischung aus Alkylbenzol mit den gewünschten Anteilen an Katalysator und Co-Katalysator her und bringt diese auf die gewünschte Reaktionstemperatur. Dann leitet man ein Chlorierungsmittel bis zum gewünschten Chlorierungsgrad ein. Die Aufarbeitung erfolgt wie üblich durch Destillation. Ebenfalls erfindungsgemäß ist auch folgende Verfahrensweise: Man stellt eine Lösung der gewünschten Friedel-Crafts-Katalysatoren mit den Co-Katalysatoren in dem Alkylbenzol her und führt diese einer kontinuierlich arbeitenden Chlorierapparatur zu. Man leitet ein Chlorierungsmittel so schnell ein, daß der gewünschte Chlorierungsgrad erreicht ist. Die kontinuierlich anfallende Reaktionsmischung wird wie üblich durch Destillation aufgearbeitet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist überraschend, daß die erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren, d. h. die Verbindungen der angegebenen allgemeinen Formeln eine so ausgeprägte co-katalytische Wirkung aufweisen, d. h. daß sie in Kombination mit den Friedel-Crafts-Katalysatoren in der Lage sind, das o/p-Verhältnis der Chlorierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen derart zu beeinflussen, daß überwiegend die p-Verbindung gebildet wird. Bisher bekannte Heterocyclen zur Steuerung der o/p-Selektivität hatten immer die Form von drei linear anellierten Sechsringen, d. h. sie hatten also eine völlig andere Struktur. Weiterhin ist ausgesprochen überraschend, daß die erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren gerade mit dem technisch außerordentlich günstigen Friedel-Crafts-Katalysator Eisen(III)-chlorid so gute Ergebnisse liefern.
Ebenso überraschend ist, daß diese guten Ergebnisse bei technischen sehr vorteilhaften Temperaturen von z. B. 40 bis 60°C erreicht werden. Ferner ist ausgesprochen überraschend, daß die erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren ihre p-selektive Wirkung bereits bei äußerst geringen Konzentrationen zeigen, so daß die notwendigen Einsatzmengen an Co-Katalysatoren besonders gering sind. Sie liegen im ganz besonders bevorzugten Bereich von 0,001 bis 0,01 Gew.-% um Zehnerpotenzen niedriger als bei bisher bekannten Co-Katalysatoren. Diese Tatsache ist technisch wie ökonomisch und ökologisch außerordentlich vorteilhaft.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren für Toluol erreichbare o/p-Verhältnis von 0,64 ist das niedrigste o/p-Verhältnis, das bisher bei einer Eisen(III)-chlorid- Katalyse und bei mittleren Reaktionstemperaturen von 40 bis 60°C erreicht wurde.
Weiterhin ist technisch außerordentlich vorteilhaft, daß die erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren auf einfache Art durch einen einzigen Reaktionsschritt aus technisch verfügbaren Ausgangsmaterialien herstellbar sind.
Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren verdeutlichen, ohne es jedoch auf diese Beispiele einzuschränken.
Beispiel 1
Man legte 100 Gew.-Teile Toluol in einem Reaktor vor und gab unter Rühren 0,0175 Gew.-Teile FeCl₃ und 0,004 Gew.- Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 55°C. Unter weitgehender Konstanthaltung der Temperatur leitete man ca. 94 mol-% Chlor gasförmig im Verlaufe von 5 h gleichmäßig ein. Der Restgehalt an Toluol betrug im Reaktionsgemisch 3,3 Gew.-%, das Verhältnis von ortho-Chlortoluol zu para-Chlortoluol (o/p) betrug 0,75.
Beispiel 2
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab jedoch 0,0045 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Toluolgehalt betrug 3,6 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,75.
Beispiel 3
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab jedoch 0,005 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Toluolgehalt betrug 3,0 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,71.
Beispiel 4
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab jedoch 0,009 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Toluolgehalt betrug 4,0 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,74.
Beispiel 5
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab jedoch 0,0025 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 4,1 Gew.-% und das o/p-Verhältnis 0,74.
Beispiel 6
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab jedoch 0,004 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 40°C. Der Toluolgehalt betrug 3,4 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,74.
Beispiel 7
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab jedoch 0,005 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Toluolgehalt betrug 6,9 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 1,14.
Beispiel 8
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,005 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Toluolgehalt betrug 7,2% das o/p-Verhältnis 1,19.
Beispiel 9
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,005 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 40°C. Der Toluolgehalt betrug 3,4 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,84.
Beispiel 10
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,005 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 5,5 Gew.-% das o/p-Verhältnis 0,92.
Beispiel 11
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,006 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 4,4 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,90.
Beispiel 12
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,005 Gew.-Teilel des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 4,3 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,76.
Beispiel 13
Das Verfahren von Beispiel wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,035 Gew.-Teile FeCl₃ und 0,06 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 5,0 Gew.-% und das o/p-Verhältnis 0,94.
Beispiel 14
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man setzte jedoch 0,035 Gew.-Teile FeCl₃ und 0,093 Gew.- Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Toluolgehalt betrug 8,1 Gew.-% und das o/p-Verhältnis 1,06.
Beispiel 15
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,0046 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 3,4 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,76.
Beispiel 16
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man legte jedoch 100 Gew.-Teile Cumol vor und setzte 0,005 Gew.- Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Gehalt an Cumol war 3,4 Gew.-%, das Verhältnis von ortho-Chlorisopropylbenzol zu para-Chlorisopropylbenzol 0,29.
Beispiel 17
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man legte jedoch 100 Gew.-Teile Ethylbenzol vor und setzte 0,005 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Gehalt an Ethylbenzol war 4,2 Gew.-%, das Verhältnis von ortho-Chlorethylbenzol zu para-Chlorethylbenzol 0,54.
Beispiel 18
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt. Man legte jedoch 100 Gew.-Teile t-Butylbenzol vor und setzte 0,0045 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Gehalt an t-Butylbenzol betrug 8,9 Gew.-%, das Verhältnis von o-Chlor-t-butylbenzol zu para-Chlor-t-butylbenzol 0,17.
Beispiel 19
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt. Man legte jedoch 100 Gew.-Teile Cyclohexylbenzol vor, erhitzte auf 50°C und setzte 0,0045 Gew.-Teile des Co- Katalysators der Formel
zu. Der Gehalt an Cyclohexylbenzol betrug 2,6 Gew.-%, das Verhältnis ortho-Chlor-cyclohexylbenzol zu para- Chlor-cyclohexylbenzol 0,25.
Beispiel 20
Es wurde eine Lösung aus 100 Gew.-Teilen Toluol, 0,0175 Gew.-Teilen FeCl₃ und 0,004 Gew.-Teilen des Co- Katalysators der Formel
bei Raumtemperatur hergestellt.
Diese Lösung führte man einem kontinuierlich arbeitenden Chlorierreaktion bei 40-43°C zu, wobei gleichzeitig die äquivalente Menge an Chlorierungsprodukt entnommen wurde. Als Chlorierungsmittel wurde gasförmiges Chlor so schnell zugeführt, daß der Umsatz weitgehend konstant bei 90 mol-% lag. Das abgeführte Reaktionsgemisch enthielt 7,1 Gew.-% Toluol, das Verhältnis von ortho- Chlortoluol zu para-Chlortoluol war 0,70.
Beispiel 21
Das Verfahren von Beispiel 20 wurde wiederholt, man gab jedoch 0,0045 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Das abgeführte Reaktionsgemisch enthielt 7,0 Gew.-% Toluol, das o/p-Verhältnis war 0,67.
Beispiel 22
Das Verfahren des Beispiels 20 wurde wiederholt, man gab jedoch 0,005 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Das abgeführte Reaktionsgemisch enthielt 7,0 Gew.-% Toluol, das o/p-Verhältnis betrug 0,64.
Beispiel 23
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, man setzte jedoch 0,005 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 2,3 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,77.
Beispiel 24
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man setzte jedoch 0,004 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 45°C. Das Resttoluolgehalt betrug 3,9 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,91.
Beispiel 25
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man setzte jedoch 0,0045 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 7,8 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 1,35.
Beispiel 26
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man setzte jedoch 0,008 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolrestgehalt betrug 5,7 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,93.
Beispiel 27
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man setzte jedoch 0,0045 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 5,6 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,99.
Beispiel 28
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man legte jedoch 0,008 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 8,9 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 1,34.
Beispiel 29
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man setzte jedoch 0,005 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Resttoluolgehalt betrug 4,1 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,68.
Beispiel 30
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,035 Gew.-Teile FeCl₃ und 0,050 Gew.- Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Toluolrest betrug 5,2 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 1,44.
Beispiel 31
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,035 Gew.-Teile FeCl₃ und 0,013 Gew.- Teile des Co-Katalysators aus Beispiel 6 zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 3,5 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,77.
Beispiel 32
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,001 Gew.-Teile des Co-Katalysators des Beispiels 6 zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 5,3 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,77.
Beispiel 33
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,0055 Gew.-Teile einer Mischung von ca. 95% des Co-Katalysators der Formel
und ca. 5% des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Toluolgehalt betrug 4,6%, das o/p-Verhältnis 1,19.
Beispiel 34
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, man setzte jedoch 0,006 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C.Der Resttoluolgehalt betrug 3,6 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 1,08.
Beispiel 35
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, man setzte jedoch 0,008 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Toluolgehalt betrug 3,5 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,71.
Beispiel 36
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,0055 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Toluolgehalt betrug 4,4 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,89.
Beispiel 37
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,0045 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 45°C. Der Resttoluolgehalt betrug 4,0 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 0,76.
Beispiel 38
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,0055 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Der Resttoluolgehalt betrug 4,4 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 1,10.
Beispiel 39
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man setzte jedoch 0,0055 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Resttoluolgehalt betrug 3,4 Gew.-%, das o/p- Verhältnis 0,99.
Beispiel 40 (Vergleichsbeispiel)
In 100 Gew.-Teilen Toluol werden 0,07 Gew.-Teile FeCl₃ und 0,29 Gew.-Teile des nach der EP 01 73 222-Vorschrift hergestellten Phenoxathiinderivats gelöst. Man leitete bei 50°C ca. 94 Mol-% Chlor gasförmig unter Rühren ein. Der Restgehalt an Toluol betrug 7,9%, das o/p-Verhältnis 0,88.
Beispiel 41 (Vergleichsbeispiel)
Das Verfahren des Beispiels 40 wurde wiederholt. In 100 Gew.-Teilen Toluol wurden 0,0175 Gew.-Teile FeCl₃ und 0,008 Gew.-Teile des nach der EP 01 73 222-Vorschrift hergestellten Phenoxathiinderivats gelöst. Man leitete bei 50°C ca. 94 mol-% Cl₂ gasförmig unter Rühren ein. Der Restgehalt an Toluol betrug 6,4 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 1,26.
Beispiel 42 (Vergleichsbeispiel)
Das Verfahren des Beispiels 40 wurde wiederholt. In 100 Gew.-Teilen Toluol wurden 0,0175 Gew.-Teile FeCl₃ und 0,0065 Gew.-Teile des in Beispiel 4 der US-P 40 31 147 genannten Co-Katalysators der Formel
gelöst. Man erhitzte auf 50°C und leitete unter Rühren ca. 94 mol-% Cl₂ gasförmig ein. Der Resttoluolgehalt betrug 6,7 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 1,55.
Beispiel 43 (Vergleichsbeispiel)
Das Verfahren des Beispiels 40 wurde wiederholt. In 100 Gew.-Teilen Toluol wurden 0,0175 Gew.-Teilen FeCl₃ und 0,006 Gew.-Teile des in Beispiel 1 der EP 01 26 669 genannten Co-Katalysators der Formel
gelöst. Man erhitzte auf 50°C und leitete unter Rühren ca. 94 Mol-% Chlor gasförmig ein. Der Resttoluolgehalt betrug 5,6 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 1,04.

Claims (4)

1. Verfahren zur Kernchlorierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen der Formel worin R einen Alkyl- oder Cycloalkylrest mit bis zu 12 C-Atomen bedeutet,
in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren und in Gegenwart von Co-Katalystoren in flüssiger Phase, dadurch gekennzeichnet, daß man als Co- Katalysatoren Thiazepine einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Thiazepine der Formeln oder oder oder oder oder oder worin
R¹, R², R³, R⁴ gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Cyano, Halogen, Nitro, Nitroso, Sulfonyl, Sulfoxyl, Tosyl, Mercapto, Carboxyl, Carboxyamid, Carbalkoxy, Dithiocarboxyl, Thiocarboxylamid, Dithiocarbalkoxy, gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Heteroaryloxy, Acyloxy, Alkylthio, Arylthio, Heteroarylthio, Acylthio, Acyl, Thioacyl oder Acylamino stehen oder untereinander einen oder mehrere gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls substituierte isocyclische oder heterocyclische Kohlenstoffringe mit bis zu 8 C-Atomen bilden,
Y Wasserstoff, gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Acyl, Thioacyl, Acyloxy, Arylamino oder Acylamino bedeutet,
X¹, X² oder X³ folgende Gruppierungen bedeuten: R⁵, R⁶ und R⁷ gleich oder verschieden sind und die Bedeutung von R¹ bis R⁴ besitzen, mit der Ausnahme, daß sie untereinander keinen cyclischen Ring bilden,
Z die Bedeutung von Y hat mit der Ausnahme, daß Z nicht gleich H ist,
A die Anellierung eines gegebenenfalls substituierten gesättigten isocyclischen oder heterocyclischen Rings mit bis zu 8 C-Atomen bedeutet,
B die Anellierung eines gegebenenfalls substituierten ungesättigten isocyclischen oder heterocyclischen Rings mit bis zu 8 C- Atomen bedeutet und
m 0 oder 1 bedeutet,
einsetzt.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an eingesetztem Co-Katalysator 0,0001 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf den eingesetzten aromatischen Kohlenwasserstoff, beträgt.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an eingesetztem Co-Katalysator 0,001 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf den eingesetzten aromatischen Kohlenwasserstoff, beträgt.
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